第2章--水土流失影响因子监测.docVIP

PAGE PAGE 1 第2章 水土流失影响因子监测 【本章提要】本章主要阐述水土流失影响因子的基本概念、侵蚀原理及分类，分析水土流失影响因子产生水土流失的基本规律和原理，介绍水土流失影响因子的监测常用的方法，并说明了监测数据的分析和整理。 水土流失影响因子十分复杂，主要因子为水土流失气象因子、土壤因子、植被因子、地形地貌因子、地质因子及人类活动因子。对于不同影响因子，监测内容和方法也不尽相同，某些方法尚在进一步发展和完善中，以下就目前应用较广泛的成熟方法作以见绍。 2.1水土流失气象因子观测 气象因子是导致坡面土壤流失的动力因素，包括降水、气温、风向风速及气象灾害等，其中降雨和风是主要因子。降雨对坡面侵蚀的影响决定于降雨所产生径流的侵蚀力，它是降雨量、降雨强度、雨型和雨滴动能的函数。风对土壤侵蚀的影响主要取决于风速和风向，下面对各气象因子的观测作一介绍。 2.1.1 地球表面的各类土壤侵蚀均与降水有关，如以水力侵蚀为主的土壤侵蚀的强弱取决于降雨量和降雨强度，本节重点介绍降雨因子的观测内容和方法，其他土壤侵蚀类型的气象要素观测仅作概要介绍。 2.1.1.1降雨相关概念 大气中的水汽达到饱和或过饱和，在有凝结核存在的条件下，便凝结成云。从云中降到地面的液态或固态水称作降水。 降水有多有少、有大有小，常用降水量，降水强度，降水变率等物理指标来表示。降水量是指从天空中降下来的水（雪），在平面上未损失（蒸发、渗透等）的水层深度、以mm计。在降水中对水土流失有重要影响的是降雨，因此本节主要对降雨进行介绍。单位时间内的降雨量，就是降雨强度，以mm/h或mm/min计。降雨变率反映了降雨量的变动程度，某地的实际降雨量与同期多年平均降雨量之差，称为降水距平、称绝对变率；降水距平与多年平均降雨量的百分比，称为相对变率。显然，相对变率越大，表示平均降雨量的可靠程度越小，发生洪涝灾害的可能性就越大。 在水力侵蚀监测中，通常按降雨性质、降雨强度对降雨分类，根据气象及水文按降雨强度分为小雨（24h雨量≤10.0mm）、中雨（24h雨量10.1-25.0mm）、大雨（24h雨量25.1-50.0mm）、暴雨（24h雨量50.1-100mm）、大暴雨（24h雨量100.1-200.0mm）、特大暴雨（24h雨量200.0mm）等六级。水土保持部门关注的是能产生水土流失的最小降雨强度和在该强度范围内的降雨量，即侵蚀性降雨。根据我国各地研究结果，有10min降雨5mm或30min降雨7.2~ 在黄土高原，有的研究人员对侵蚀性降雨按雨强进行了划分：低雨强降雨（5~10mm/h）、小雨强降雨（10~20mm/h）、中雨强降雨（20~30mm/h）和大雨强降雨（﹥30mm/h）四级。 在水土流失监测中，要特别注意暴雨造成的水土流失监测。当降雨强度超过了土壤入渗速率，就会出现地表径流，导致侵蚀的发生和发展，因而，对暴雨的水土流失监测十分必要。 2.1.1.2降雨观测场地选择与仪器布置 （1）降雨观测场地的选择要求 降雨及其他气象要素观测，除了流域点雨量观测外，一般均设置气象观测场。在观测场选址时，要注意场地土壤的代表性，以便使地温观测、地面蒸发观测指标具有准确性和典型性。 1）降雨观测场地应避开障碍物或强风区域 降雨的收集和量测受周围环境影响很大，故降雨观测场地应避开障碍物或强风区域，应选在四周空旷、平坦的地方。一般降雨观测场距障碍物的距离至少是该障碍物3倍以上，在丘陵区、山区，观测场不宜设在陡坡上或峡谷内，尽量选择在相对平坦的场地，并使仪器口到山顶的倾角不大于30°。 2）径流场与气象观测场布设间距应靠近 在径流场设置气象观测场，两者应尽量靠近，一般应控制在100m的范围内。 3）交通应便利 此外，还应考虑交通条件，保证观测方便。 （2）场地建设与仪器布置要求 降雨观测场地确定后，应加以平整，地面种植牧草（草高不超过15cm），四周设围栏保护，防治人畜破坏。观测场的大小，根据需要和仪器布设情况确定，在水土流失测验中通常分为 1）气象园观测 在重点流域径流观测场，要求气象因子观测的内容多，几乎包括了一般气象站所观察的全部内容，如日照、气温、湿度、地温、风、蒸发等，这就需要占地面积较大、观测仪器布置相对集中地园地，又称气象园。水土保持气象园地多为16m×12m，园内仪器布置见图2-1，园内最北端1、3分别安装测量风向、风速的仪器，2留待备用；4、5分别安装自计仪器百叶箱和温度湿度百叶箱，6、8安装雨量筒和自计雨量计，7为日照计；场内最南端9安置地温表，10为蒸发皿或大型蒸发仪安置地。 图2-1 气象仪器布置参考图 2）径流场降雨观测 在一般径流观测场，没有其他气象要素观测要求时，仅观测降水资料时，观测场及仪器布置如下：若安装一台雨量计，仪器占地面积不小于4m×